早期直肠癌通常无须放疗，局部进展期或存在高危因素如淋巴结转移、肿瘤浸润深度超过肌层的直肠癌需结合放疗。放疗主要用于术前新辅助治疗、术后辅助治疗或无法手术患者的姑息治疗。
术前新辅助放疗适用于肿瘤体积较大、侵犯周围组织的局部进展期直肠癌，可缩小肿瘤以提高手术切除率。采用长程放疗联合化疗或短程放疗方案，常见不良反应包括放射性肠炎、皮肤反应。术后辅助放疗针对术后病理提示切缘阳性、淋巴结转移等高危因素患者，可降低局部复发概率。对于无法耐受手术或远处转移的晚期患者，姑息性放疗可缓解出血、疼痛等症状。部分低位直肠癌为保留肛门功能，可能选择根治性放化疗替代手术。
放疗期间需保持会阴皮肤清洁干燥，穿着宽松衣物减少摩擦。饮食选择高蛋白、低渣食物避免刺激肠道，适当补充维生素B12预防贫血。治疗后定期复查血常规监测骨髓抑制情况，出现严重腹泻应及时就医。长期随访需关注放射性肠纤维化、膀胱炎等迟发反应，必要时进行肠镜或影像学评估。